1. 基础课程的重要性
安徽科技学院定位于高水平应用型本科高校，厚基础、重实践、强能力、强素质是学校的办学总体要求。学校机械工程大类专业下辖的6个本科专业，包括机械设计制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、机器人工程、智能制造工程、机电技术教育，全部都是实践特征非常突出的工科专业。作为上述机械工程类各专业共同的基础课，《理论力学》、《材料力学》、《流体力学》、《互换性与测量技术》、《画法几何与机械制图》、《计算机绘图》等课程目前均归口于机械工程学院的基础课程部。上述基础课程的理论性较强、与工程技术联系紧密，在培养学生的工程能力和创新能力方面起着承上启下的作用。但同时这些基础课程的知识点比较抽象，推理、算式较多，对学生的数理基础要求较高，课程具有相当难度。基础课程的教学质量好坏，直接影响着我校高水平应用型本科的定位以及厚基础的办学总体要求能否真正实现，所以提高基础课程的教学质量意义重大。
2. 专业工程案例式教学法
基础课的教学存在学生对不够重视、现有课程教学手段与学生的数理基础不相适应以及基础课程的教学内容没有体现各专业的特色等问题 [1] [2]。近年来我校在面向车辆工程专业讲授的力学课程的教学一直在不断总结反思，并形成了一些有益的经验，在此把这些经验的核心思想总结并称之为“专业工程案例式教学”。具体讲该教学方法就是搜集授课专业相关的基础课程的工程案例，经过课堂工程案例的讨论、提出问题、介绍并引入解决问题所需要的基础知识、解决问题、总结引申5个教学步骤 [3]，使学生能够更加深刻地理解所学基础课程知识的专业用途以及用法，在这个过程中相对弱化公式定理的理论推导，实际上体现了一种由特殊到一般的知识建构过程，更加符合应用型本科高校的办学要求和学生的数理基础特点 [4] [5] [6]。通过专业工程案例式教学法，上述基础课程教学中遇到的三个问题都能够得到很好的解决。
3. 一个案例
《材料力学》受扭圆轴截面应力分布规律的专业工程案例式教学法实施。
工程案例的讨论：汽车传动轴是一个典型的以扭转为主要变形的汽车零部件，如图1和图2所示。
Figure 1. The position of the drive shaft in a car
图1. 汽车中的传动轴位置
Figure 2. Sectional view of automobile drive shaft
图2. 汽车传动轴剖面图
提出问题：为何汽车传动轴采用空心结构？
介绍并引入解决问题所需要的基础知识：受扭圆轴截面的应力分布规律如图3所示。可以看到从圆截面的圆心到外圆轴扭转切应力从0开始线性增大，圆截面的外圆周上具有扭转最大切应力。
Figure 3. The stress distribution diagram of the torsion solid circular shaft
图3. 受扭实心圆轴的应力分布图
Figure 4. The stress distribution diagram of the torsion hollow shaft
图4. 受扭空心圆轴的应力分布图
解决问题：根据如图4所示的受扭圆轴横截面切应力的分布规律，空心结构可以使得τmin ≈ τmax，在同等面积条件下，具有更大的抗扭截面系数，有利于充分发挥传动轴构成材料的抗扭转潜力。
汽车传动轴的空心截面形状，顺应了截面应力的分布规律，把截面内有限的材料更多地集中到了应力最大的位置，充分挖掘了材料的抗扭能力，物尽其用。
总结引申：受扭圆轴截面的应力分布规律为，从圆心到外圆切应力逐渐线性增大，圆心处应力为零，外援周处存在切应力最大值。
4. 工程案例式教学的实践情况
实际上，在近3年面向车辆工程专业的《理论力学》和《材料力学》的教学中一直在使用这种教学方法，并取得了非常好的教学效果(近3年来车辆专业学生对力学任课教师的教学评价均位于学院前列，详见图5)。希望能够把这种效果良好的教学方法推广到机械工程学院所有专业的所有基础课程的教学当中去，以惠及更多的学生。
1) 专业工程案例式教学在车辆工程专业力学课程中的成功应用。
近年来，我校在面向车辆工程专业的《理论力学》和《材料力学》的教学中一直在使用专业工程案例式教学，并取得了非常好的教学效果：车辆专业学生对力学任课教师的教学评价近3年来全部位列优秀等次，教学评分明显高于学院其他专业的力学任课教师。图5是近年来车辆工程专业学生对力学主讲教师(本项目组负责人)的教学评价。
Figure 5. The evaluation of mechanics teaching by students majoring in vehicle engineering
图5. 车辆工程专业学生对力学教学的评价
2) 专业工程案例式教学在安徽科技学院2019版新大纲中的应用。
由于专业工程案例式教学法在教学实践中收获的良好效果，安徽科技学院机械工程学院在2019版大纲修订中，已经把该教学方法明确写进了车辆工程专业的《理论力学》与《材料力学》的大纲之中，并对每一个知识点对应的工程案例进行了细化。图6、图7分别是面向车辆工程专业的2015版《理论力学》与《材料力学》新大纲中的教学学时分配表(部分)，已经明确把专业工程案例式教学作为两门课程的主要教学手段。
Figure 6. The new outline of “Theoretical Mechanics” of the 2019 edition of vehicle engineering (partial)
图6. 车辆工程专业2019版《理论力学》新大纲(部分)
Figure 7. New outline of “Material Mechanics” of 2019 edition of vehicle engineering specialty (Part)
图7. 车辆工程专业2019版《材料力学》新大纲(部分)
5. 总结：工程案例式教学的优势
教学实践已经证实，“专业工程案例式教学”具有如下几个显著的优点。
1) 专业工程案例式教学可以极大地提高学生们学习基础课程的兴趣。通过专业工程案例式教学，学生们会真真切切地感受到这门基础课能够对他们所学的专业有何帮助，激起他们学习基础课程的兴趣，变被动学习为主动学习。
2) 专业工程案例式教学方法与当前应用型本科高校基础课程学时相对较少以及学生数理基础不高的现实是相适应的。专业工程案例式教学并不一味追求知识定理的理论严密性，而更专注于介绍基础知识在相关专业中能够干什么以及怎么干。在应用型本科高校学生数理基础相对偏弱的现状下，这种弱化公式定理推导，专注公式应用，由特殊到一般的教学方法更容易被学生接受，而省略公式定理推导所节省的课时还可以弥补基础力学学时消减带来的不利影响。所以说，专业工程案例式教学方法与当前高校基础课程学时减少以及学生数理基础下降的现实是相适应的。
3) 专业工程案例式教学方法更加适应我校高水平应用型本科高校的定位，也更能凸显我校强实践的办学总体要求。由于专业工程案例式教学是通过一个个专业工程案例引导后才开始进行相关基础理论学习的，所以学生很清楚所学基础理论在将来的专业工作中“可以用来干什么”以及“如何用”，比传统的教学方法更加注重知识的应用。
基金项目
安徽省质量工程项目项目(2019jyxm0318; 2019jxtd084; 2017mooc108)。
NOTES
*通讯作者。